dsp复习要点1

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第1章__数字信号处理和DSP系统.

1.1数字信号处理及应用概述
数字信号处理理论和实现技术发展之初，没有人预料到它能给世界带来如此大的变化。其应用的广度还是深度方面，都在快速向前发展。我们身边越来越多的数码产品运用了数字信号处理的方法。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、变换、滤波、估算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。数字信号处理器是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
2018年8月2日 TMS320C55x DSP原理及应用 11
第1章数字信号处理和DSP系统
20世纪60年代以来，随着信息技术的不断进步，数字信号处理技术应运而生并得到迅速发展。80年代以前，数字信号处理技术处于理论研究阶段，还得不到广泛的应用。在此阶段，人们利用“大型计算机”进行算法的研究，以及数字信号处理系统的模拟和仿真。而将数字信号处理技术推向广泛应用的则是实时数字信号处理技术的高速发展。这是DSP 器件和理论相互促进、协调发展的结果。近年来，数字信号处理的理论和方法得到了迅速的发展，诸如：语音与图像的压缩编码、识别与鉴别，信号的调制与解调、加密和解密，信道的辨识与均衡，智能天线，频谱分析等各种快速算法都成为研究的热点、并取得了长足的进步，为各种实时处理的应用提供了算法基础。

DSP备考习题1 ：清华大学中科大上海交大

DSP第一次作业及解答

1：关键路径

如上图DFG图,具有零延时的所有路径中,具有最长运算时间的路径定义为关键路径.

在DFG中,关键路径是组合逻辑在每拍的执行中所需最长的路径,关键路径的运算时间就是DFG的一次迭代所需的最少时间.

环路是指起点和终点都是同一个节点的路径,环路边界的定义正式如下:第l个环路边界是指

，其中分子是环路运算时间，分母是指环路中的延时数目;而关键环路是指具有最大环

路边界的环路。

定义迭代周期为：

（1）求出上图的环路边界。

（2）求此DFG图的迭代边界。

2: 重定时是一种变换技术，用于改变电路中延时元件的位置，但不会影响电路的输入/输出。重定时可以通过减少关键路径的计算时间来增加电路的时钟频率。

重定时是在保证电路功能不变的前提下, 基于是不变系统的道理，通过移动时序元件的位置来优化时序电路。

割集重定时：

割集是一组边，可以把这一组边从图中移走，而产生2个不相连的子图，也就是G1:1 3; G2:4->2

假如把图产生的2个子图分为G1和G2，那么割集重定时的一种方法可以是：2个步骤，一个是G1到G2的每条边都增加k 个延时，另外一个则是从G2到G1的每条边都减少k 个延时。这里K=1,3到2增1,1到4增1；2到1减

流水线也是割集重定时的一个特殊情况，这里没有从子图G2到G1的边，即流水线应用到了一个无环路图的情况。这些割集称为前向割集。

已知fir ，y(n)=ax(n)+bx(n-1)+cx(n-2)，其DFG 图如下：

1）求该图割集后的2个子图G1，G2，

2）求K=2时的割集重定时

dsp1

视频处理器：DM64x
一瞥： DaVinci 技术

DaVinci™ 技术是集成基于 DSP 的处理器系列、软件、工具以及支持开发广泛范围的优化数字视频终端设备的先驱。
DaVinci is optimized for digital video systems and includes DSP-based SoCs, multimedia codecs, APIs and frameworks and development tools. These integrated components are the industry’s first complete offering of an open platform. Now, you can create unique, feature-rich devices optimized with specific applications in mind and get them to market quickly.
•TMS320’C28xx系列数字信号处理器是TI公司最新推出的一种面向高性能、高精度工业控制领域、光网络、光通信等领域的32位定点DSP控制器，主要包括TMS320F2810 /F2812两个型号。
’C20X 原理图
图 2.1
TMS320F206 功能方块图
’C20X主要用途

1 DSP技术概述

16、32位 16、32位定点、定点、浮点运算系统所要求的精度 DSP技术及应用技术及应用技术
输入输出端口要求计算、计算、控制
成都理工大学工程技术学院电子信息工程系
二、DSP系统的设计思路 DSP系统的设计思路其它因素的考虑 DSP A/D D/A RAM 性能指标
DSP技术及应用技术及应用技术
DSP技术及应用技术及应用技术成都理工大学工程技术学院电子信息工程系
DSP芯片技术的发展第二节 DSP芯片技术的发展
1978年 AMI公司生产的S2811 公司生产的S2811； 1978年，AMI公司生产的S2811； 1979年美国Intel公司的商用可编程器件 Intel公司 1979年美国Intel公司的商用可编程器件 2920； 2920；
成都理工大学工程技术学院电子信息工程系
第一节
DSP系统概述 DSP系统概述
DSP系统 DSP系统数字信号强调控制 FPGA/CPLD 运算过程 DSP芯片
模拟系统模拟信号实时处理模拟器件
DSP技术及应用技术及应用技术
成都理工大学工程技术学院电子信息工程系
一、DSP系统的特点 DSP系统的特点
DSP技术及应用技术及应用技术成都理工大学工程技术学院电子信息工程系
二、DSP系统的设计思路 DSP系统的设计思路技术指标的确定

第1章 DSP概述

1.3 DSP芯片的特点
DSP芯片的结构特点 ☆ 经典的DSP算法举例

求两序列信号h(n)、x(n)的卷积：求两序列信号y(n)、x(n)的相关函数：数字滤波器的数学表达式为：
h(n)* x(n) xy (m)
N
m
h(m) x(n m)

n
x(n) y(n m)
哈佛结构
1.3 DSP芯片的特点
冯· 诺依曼结构
特点：程序和数据共用同一套总线，对程序和数据需要分时读写，执行速度慢，数据吞吐量低，计算机结构简单，不适于进行高速度的数字信号处理
多数微处理器和单片机采用冯· 诺依曼结构
1.3 DSP芯片的特点
哈佛结构
特点：程序、数据具有独立的存储空间，有独立的程序
译码 Decode
取操作数 Operand
执行 Execute
1.3 DSP芯片的特点
☆采用冯· 诺依曼结构的微处理器指令流如下图
CPU是在完成一条指令的全部4个操作阶段后再去执
行另一条指令的，从时间上看是一种串行执行的过程
，因此需要花费较多的CPU时钟周期。
取指.译码.取操作数.执行
取指.译码.取操作数.执行
1978年AMI公司生产出第一片DSP芯片S2811。 1979年美国Intel公司发布了商用可编程DSP器件Intel2920, 由于内部没有单周期的硬件乘法器，使芯片的运算速度、数据处理能力和运算精度受到了很大的限制。运算速度大约为单指令周期200~250ns，应用领域仅局限于军事或航空航天部门。这个时期的代表性器件有 Intel2920(Intel) PD7720(NEC) TMS320C10(TI) DSP16(AT&T) S2811(AMI) ADSP-21(AD)

第1章 TMS320F28x系列DSP概述(新)

那DSP是不是在数字信号处理器的舞台上是一枝独秀的呢？答案是否定的，其实在微处理器领域，
DSP存在着许多的竞争者，例如MCU、ARM、
FPGA等，它们每个都有自己的优点，都有自己擅长的一面，从而在微处理器领域占有一席之地。
3、DSP与MCU、ARM、FPGA的区别
先来看看DSP与MCU之间的区别。DSP采用的是哈佛结构，
数据空间和存储空间是分开的，通过独立的数据总线在程序空
间和数据空间同时访问。而MCU采用的是冯•诺伊曼结构，数据
空间和存储空间共用一个存储器空间，通过一组总线（地址总线和数据总线）连接到 CPU。很显然，在运算处理能力上， MCU不如DSP；但是MCU有个很大的优点，就是价格便宜。这在成本控制比较严格，对性能要求不是很高的情况下，MCU还是很具有优势的。当然，随着工艺的发展和产业化进程的不断加快，DSP的性能在不断提髙的同时，价格也在不断地降低。
通常流过器件的电压、电流信号都是时间上连
续的模拟信号，可以通过A/D器件对连续的模拟信
号进行采样，转换成时间上离散的脉冲信号，然后
对这些脉冲信号量化、编码，转换成由0和1构成的
二进制编码，也就是常说的数字信号。当然，采样、
量化、编码这些操作都是由A/D转换器件来完成的。
DSP能够轻松地对这些数字信号进行变换、滤波等处理，还可以进行各种各样复杂的运算，来实现预期的目标。

dsp备课2-1-1

第二章
指令系统
2
§2.3.1 指令系统中的符号和略语
表 2-1 符号 A ALU AR ARx ARP 指令系统中的符号和略语(2) 含义累加器 A 算术逻辑运算单元辅助寄存器，泛指指定某一特定的辅助寄存器(0≤x≤7) ARP 是 ST0 中的 3 位辅助器存寄器指针位，指出当前辅助寄存器为 AR(ARP) ASM ST1 中的 5 位累加器移位方式位(-16≤ASM≤15) B 累加器 B BRAF ST1 中的执行块重复指令标志位 BRC 块重复计数器 BITC BITC 是 4 位数，由它决定用位测试指令测试所指定数据存储单元中的哪一位(0≤BITC≤l5)
第二章指令系统 7
表2-1 指令系统中的符号和略语（6）
舍入选项舍入重复计数器 RETF[D]指令中用到的快速返回寄存器块重复结束寄存器块重复起始寄存器用 RSBX 和 SSBX 指令所修改的指定状态寄存器的位号 (4 位数 )(0≤ SBIT≤ l5) SHFT 4 位移位数 (0≤ SHFT≤ l5) SHIFT 5 位移位数 (－ 16≤ SHIFT≤ 15) Sind 间接寻址的单数据寻址操作数 Smem 16 位单数据存储器操作数 SP 堆栈指针
第二章指令系统

【STM32H7的DSP教程】第1章初学数字信号处理准备工作

【STM32H7的DSP教程】第1章初学数字信号处理准备⼯作

第1章初学数字信号处理准备⼯作

本期教程开始带领⼤家学习DSP教程，学习前⾸先要搞明⽩⼀个概念，DSP有两层含义，⼀个是DSP芯⽚也就是Digital Signal Processor，另⼀个是Digital Signal Processing，也就是我们常说的数字信号处理技术。本教程主要讲的是后者。

1.1 初学者重要提⽰

1.2 STM32H7的DSP功能介绍

1.3 Cortex-M7内核的DSP和专业DSP的区别

1.4 ARM提供的CMSIS-DSP库

1.5 TI提供的32位定点DSP库IQmath

1.6 ARM DSP软件替代模拟器件的优势

1.7 Matlab的安装

1.8 总结

1.1 初学者重要提⽰

1. 关于学习⽅法问题，可以看附件章节A。

2. 这⼏年单⽚机的性能越来越强劲，DSP芯⽚的中低端应⽤基本都可以⽤单⽚机来做。

3. 当前单⽚机AI也是有⼀定前景的，ARM⼀直在⼤⼒推进，很多软件⼚商和研究机构也在不断的努⼒。通过此贴可以了解下:单⽚机AI

的春天真的来了，ARM最新DSP库已经⽀持NEON，且⽀持Python 。

1.2 STM32H7的DSP功能介绍

STM32H7是采⽤的Cortex-M7内核，⽽DSP功能是内核⾃带的，下⾯我们通过M7内核框图来了解下：

重点看如下两个设计单元：

DSP

DSP单元集成了⼀批专⽤的指令集（主要是SMID指令和快速MAC乘积累加指令），可以加速数字信号处理的执⾏速度。

FPU

Cortex-M7内核⽀持双精度浮点，可以⼤⼤加速浮点运算的处理速度。

第一章简述DSP

第1章认识DSP

数字信号处理技术(Digital Signal Processing简称DSP)在日常生活中正发挥着越来越重要的作用，现代数学领域、网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断等领域无一例外的都需要数字信号处理作为基础工具。其技术已经广泛应用于多媒体信号处理、通信、工业控制、雷达、天气预报等领域，也正是有了数字信号处理器技术才使得诸多领域取得了革命性的变化，数字信号处理技术本身拥有两成含义:一方面指的完成数字信号处理工作的处理器器件，另一方面指专门针对数字信号处理而设计实现的特殊算法和结构。数字信号处理器技术的学习在嵌入式领域也占了相当大的比重，但由于其放大而复杂的硬件结构和灵活多变的软件设计方法，数字信号处理的学习往往对于初学者来说是无从下手的，到底应该怎样去学习DSP呢？这本书正是为了解决这个问题而诞生的，作为开头序章，在本章当中先来了解一下DSP的一些基础知识，了解DSP的基本概念，现在就让为我们来认识一下到底什么是DSP！

1.1 DSP基础知识

数字信号处理器(DSP)由最初的作为玩具上面的一个控制芯片，经过二三十年的发展，已经成为了数字化信息时代的核心引擎，广发用于家电、航空航天、控制、生物工程以及军事等许许多多需要实时实现的领域当中。在全球的半导体市场中，未来三年DSP将保持着最高的增长率。据美国权威机构SIA 2006年6月的预测，从2006年~2008年，半导体平均年增长率为10%，而DSP的平均年增长率则近20%。2007年DSP市场规模将首次超过100亿美元，创新的应用前景非常广阔。

dsp复习资料1

1．简述dsp芯片的主要特点。

1.哈佛结构：将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。

2.多总线结构：可以保证在一个机器周期内可以多次访问程序空间和数据空间。

3.指令系统的流水线操作：DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行时间，从而增强了处理器的处理能力。

4.专用的硬件乘法器：DSP芯片中有专用的硬件乘法器，使得乘法累加运算能在单个周期内完成。5:特殊的DSP指令：（例如）TMS320C54x中的FIRS和LMS指令专门用于系数对称的FIR滤波器和LMS算法。6.快速的指令周期7.硬件配置强

1.1什么是哈佛结构和冯.诺伊曼结构，有什么区别？

冯.诺伊曼结构采用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行的。

哈佛结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和采访，可对程序和数据进行独立传输。

2．结合你的专业方向，试举出一个dsp具体应用实例，并说明为什么要采用dsp.

DSP芯片的高速发展，得益于集成电路技术的进步，巨大的市场需求

●信号处理：数字滤波、自适应滤波、FFT、频谱分析

●通信：调制解调、数据压缩/解压缩、数据加密/解密，回声消除

●语音：语音合成、语音识别

●图形/图像：图像处理、机器人视觉

●军事：雷达、声纳、导航、制导

●仪器仪表：频谱分析仪

●自动控制：机器人控制、电机控制

●医疗：医学超声、监护系统

●家用电器：IP电话、可视电话

3. 请描述TMS320C54x的总线结构

dsp实验1-基本算数运算

d s p实验1-基本算数运算(总9页)

--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--

--内页可以根据需求调整合适字体及大小--

电子科技大学通信与信息工程学院标准实验报告

（实验）课程名称 DSP设计与实现

电子科技大学教务处制表

电子科技大学

实验报告

一、实验室名称：DSP实验室

二、实验项目名称：基本算术运算

三、实验学时：4

四、实验原理：

（1）定点DSP中数据表示方法

C54X是16位的定点DSP。一个16位的二进制数既可以表示一个整数，也可以表示一个小数。当它表示一个整数时，其最低位（D0）表示02，D1位表示1

2。如果表示一个有符号数时，最高位（D15）为符号2，次高位（D14）表示14

位，0表示正数，1表示负数。例如，07FFFH表示最大的正数32767（十进制），而0FFFFH表示最大的负数-1（负数用2的补码方式显示）。当需要表示小数时，小数点的位置始终在最高位后，而最高位（D15）表示符号位。这样次高位（D14）表示1

2-，然后是2

2-。所以04000H表示

2-，最低位（D0）表示15

-，而0001H表示16位定点DSP能表示的最小数，01000H表示小数125

23=

小的小数（有符号）15

2-=。在后面的实验中，除非有特别说明，我们指的都是有符号数。在C54X中，将一个小数用16位定点格式来表示的方法是用15

2乘以该小数，然后取整。

从上面的分析可以看出，在DSP中一个16进制的数可以表示不同的十进制数，或者是整数，或者是小数（如果表示小数，必定小于1），但仅仅是在做整数乘除或小数乘除时，系统对它们的处理才是有所区别的，而在加减运算时，系统都当成整数来处理。

数字信号处理DSP第二章1 z变换的定义及收敛域

2019/2/9 数字信号处理
第二章 z变换
时域分析方法变换域分析方法：
连续时间信号与系统 Laplace变换 Fourier变换离散时间信号与系统 z变换 Fourier变换
2019/2/9 数字信号处理
一、z变换的定义及收敛域
1、z变换的定义
序列x(n)的z变换定义为：
n X () z Z T [() x n ] x () n z n
n n 2 1 0
R o c: 0 z
0 n n 1 2
n n 0 0
R o c: 0 z
n n 0 1 2
2019/2/9
n n 0 0
R o c: 0 z
数字信号处理
2）右边序列
当 R R 时， R o c : x x 当 R R 时， R o cR :x z R x x x
2019/2/9 数字信号处理
R
x

R e[ z ]
R
x

0
例 1 ：求 x ( n ) R ( n ) 的 z 变换及其收敛域 N
n n 解： X ( z ) = x () n z = R () n z N n n
前式 R o c : 0 zR x

DSP复习题及答案

DSP 复习题及答案

型DSP采用改进的哈弗结构对程序存储器和数据存储器进行控制

2 DSP处理器按数据格式分为两类，分别是定点DSP 和浮点DSP 。

3 从数据总线的宽度来说，TMS320C54x型DSP是16位的微处理器

6 若某一变量用表示，该变量所能表示的数值范围-1024 <= x <1024 ；精度。

7 目前市场上DSP生产厂商位居榜首的是（D） A Motorola B ADI C Zilog D TI

8 TMS320C2000系列的主要应用领域为（A ） A 测控领域 B 无线通信和有线通信设备 C 无线基站 D 图像处理

9 TMS320C54x型DSP是浮点型处理器（ X）

11 TMS320C54x支持流水线的指令运行方式（V）

12 单片机和DSP内部都实现了硬件乘法器（X）

14 TMS320C54x DSP功耗低，大运算量，主要用于便携式信息处理终端产品。（ V）

15 简述TI公司TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000系列处理器的应用领域

15.答: C2X、C24X称为C2000系列，主要用于数字控制系统; C54X、C55X称为C5000系列，主要用于功耗低、便于携带的通信终端; C62X、C64X和C67X称为C6000 系列，主要用于高性能复杂的通信系统，如移动通信基站

16 函数f(x)=2(1+x2) -1

练习题(一)

1．累加器A分为三个部分，分别为保护位，高阶位，低阶位。

2. TMS320C54x型DSP的内部采用8条16位的多总线结构。

第一章 DSP的基本概念

4.运行速度 DSP的指令周期从400多ns缩短到1ns 以下，相应的运行速度从2.5MIPS提高到 8800MIPS以上。
吴裕斌，华中科技大学光电子学院 2007年
DSP芯片的现状和发展方向
5.运算精度和动态范围由于输入信号的动态范围以及迭代算法可能产生误差积累问题，对单片DSP的精度提出了较高的要求。定点DSP的字长从8位增加到16 位、24位、32位，累加器的长度也增加到40位。高性能的浮点DSP更是扩大了数据处理的动态范围。
吴裕斌，华中科技大学光电子学院 2007年
硬件乘法和微码乘法

DSP处理器针对乘法和加法运算进行了优化。硬件乘法和加法运算可以在一个周期内完成。例如：4-bit 乘法 (无符号)。
Hardware
1011 x 1110 10011010
Microcode
1011 x 1110 0000 1011. 1011.. 1011... 10011010 Cycle Cycle Cycle Cycle 1 2 3 4
– 改变应用系统 – 修正应用系统 – 更新应用系统

另外，利用DSP还可以减少：
– – – – –
噪声敏感性芯片数量开发时间花费功率消耗
吴裕斌，华中科技大学源自文库电子学院 2007年
什么情况下不进行数字处理？

由于下面原因，不能处理高频信号：

dsp第一章习题解

1.7 习题

1．已知序列1()x n ，2()x n 分别为(1)、(2)两式所示，请画出序列1(),x n 1(),x n -2(),x n

2(3)x n +。

（1）)5()(5.0)(1--=n u n u n x n （2）)()4

sin(

)(102n R n n x π

2. 判断下列序列是否为周期序列，若是，确定其周期。（1）)()9cos(

)(20n R n n x π

= （2）3()sin()513

x n n ππ=- （3）)

3()(π--=n j e

n x

解（1）不是。（2）是；

210335

ππ= 10N ∴=

（3）不是。

3. 判断下列各系统是否为线性时不变系统。（1）)1(2)()]([-+=n x n x n x T （2）)()]([2n x n x T = （3）)()]([n nx n x T = （4）)()]([n x n x T -=

解（1）111[()]()2(1)aT x n ax n ax n =+-

222[()]()2(1)bT x n bx n bx n =+-

121122[()()]()2(1)()2(1)T ax n bx n ax n ax n bx n bx n +=+-++- 1212[()()][()][()]T ax n bx n aT x n bT x n ∴+=+

因此，该系统为线性系统。

设系统输出为()y n ，即，()[()]()2(1)y n T x n x n x n ==+- 由 ()()2(1)y n k x n k x n k -=-+-- 和 [()]()2(1)T x n k x n k x n k -=-+-- 得 ()[()]y n k T x n k -=- 因此该系统为时不变系统。

1-DSP图像处理基础_18

第1章DSP数字图像处理基础知识

随着计算机、多媒体和数据通信技术的高速发展，数字图像技术近年来得到了极大的重视和长足的发展，并在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面取得了广泛的应用。同时，人们对计算机视频应用的要求也越来越高，从而使得高速、便捷、智能化的高性能数字图像处理设备成为未来视频设备的发展方向，实时图像处理技术在目标跟踪、机器人导航、辅助驾驶、智能交通监控中都得到越来越多的应用。由于图像处理的数据量大，因此实时图像处理系统必须具有强大的运算能力。高性能DSP不仅可以满足在运算性能方面的需要，而且由于DSP的可编程性，还可以在硬件级获得系统设计的灵活性。为了帮助大家快速掌握基于DSP的数字图像处理系统的开发与设计，本书以TMS320C64x芯片作为图像处理系统的平台，介绍了各种图像处理算法的基本原理与编程实现方法。

1.1 数字图像处理的起源及发展

在网络迅速发展的今天，Google可以搜索到与“image”一词有关的内容有五千多万条，然而，“image”至今还没有一个精确的定义。甚至在Webster词典中，“图像(image)”被等同于“图片(picture)”，被模糊的定义为“一种绘画或摄影的简单数字化表示”。人类对于图像的认识和利用还停留在一个较低的层次，对于图像处理技术甚至图像定义本身还需要更多更深入的研究。

数字图像处理技术是20世纪60年代随着计算机技术和VLSI（Very Large Scale Integrator}的发展而产生、发展和不断成熟起来的一个新兴技术领域，它在理论上和实际应用中都取得了巨大的成就。